含油性是直接影响页岩油资源经济性评估的重要指标。由于页岩油中轻质烃易挥发散失，部分重质烃含量难以通过传统实验手段获取，亟需建立全组分烃类定量评价实验方法进而科学定量表征页岩层系的滞留烃含量。以鄂尔多斯盆地第一口页岩油保压取心井——X140H1井为例，采取保压密闭取心+低温处理+联合热解—抽提法克服了轻烃散失及重烃恢复等难题，建立了近地下条件的页岩层系滞留烃定量评价方法。结果表明：与地球化学录井相比，测得的轻质烃占游离烃比例由1.56%上升至33.5%，表明该方法有效避免了传统实验中轻烃散失的问题；重质烃含量与游离烃含量（S 游）的平均比值达40%，表明该方法获得的重烃恢复量不容忽视；综合岩性、可动性等特征，优选1 985~1 996 m深度段作为该井靶向层段及压裂试油优质层段，该段试油结果良好。应用改进的滞留烃评价技术，校正了轻烃与重烃组分对页岩层系资源评价带来的影响，预计将有效支撑页岩油有利勘探目标划分及资源评估。
鄂尔多斯盆地长7段夹层型页岩油勘探潜力巨大，但不同区带富集程度差异大，区域化成藏控制因素认识不清。通过陇东、陕北和姬塬地区长7段夹层型页岩油烃源岩、储层、岩性组合等成藏要素对比分析，明确了夹层型页岩油差异聚集控制因素，建立了差异富集成藏模式。研究结果表明：陕北三角洲前缘发育薄泥厚砂，烃源岩分布有限是陕北夹层型页岩油富集程度差于陇东地区的关键因素；姬塬地区长7段烃源岩厚度最大但砂岩储集层规模小、横向连续性差，厚泥薄砂岩性组合排烃效率低导致夹层型页岩油富集规模小，是页岩型页岩油勘探的有利地区；陇东华池—庆城一带发育厚泥厚砂岩性组合，优质的储集层决定了夹层型页岩油大规模富集；合水地区裂缝发育为页岩油垂向运移提供了良好输导条件，且长71亚段储集层物性更好，长71亚段夹层型页岩油富集规模好于长72亚段。建立了长7段夹层型页岩油优质烃源岩供烃—优质储层控富—岩性组合控聚—裂缝控运的“四元”联控差异富集成藏模式，指出了陇东和陕北三角洲前缘末端是夹层型页岩油勘探的主要目标区域，姬塬地区长73亚段是页岩型页岩油勘探的重要区域，为鄂尔多斯盆地陆相页岩油甜点优选和开发部署提供理论支撑。
鄂尔多斯盆地长73亚段有机质丰度高，是延长组页岩油的主要烃源岩。由于沉积环境和物源供给的快速变化，长73亚段页岩的纹层组合多样且非均质性强，导致其与有机质富集的成因关系不清。为明确长73亚段纹层类型、分布特征及其发育环境，在深湖相区优选长73亚段全取心井X140H井，通过纹层形态、矿物组成和有机质丰度识别出粉砂级长英质纹层（SF）、富凝灰质纹层（TF）、富有机质黏土纹层（ORC）、含有机质黏土纹层（OBC）、均质黏土层（HC） 5种类型，并进一步细分为7个亚型。均质黏土纹层和粉砂级长英质纹层主要分布在长73亚段页岩段上部和中部，是重力流沉积的近源端，沉积期化学风化作用强，陆源输入多，母质偏Ⅱ2型，I H值均低于350 mg/g，整体具有较低的初级生产力和偏氧化环境，有机质丰度低。富凝灰质纹层主要发育于页岩段下部，含有机质黏土纹层少量分布于中部，富有机质黏土纹层在整段均有分布，三者发育环境水动力较弱，沉积期受火山活动影响，化学风化作用弱，陆源输入少，有机质母质以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，具备高初级生产力和强还原环境，有机质丰度高，是纯页岩型页岩油开发的优选目标。
鄂尔多斯盆地长7段深湖区浊流沉积横向变化快、纵向非均质性强，现有研究对其沉积机制的认识仍较薄弱，制约了页岩油的高效勘探。针对该问题，从地质分析（岩心观察、粒度分析、测井解释及地震属性刻画）和数值模拟（基于Navier—Stokes方程和湍流k—ɛ模型）两方面出发，系统开展长7段深湖区浊流沉积机制的研究，并探讨了其对页岩油勘探的意义。结果表明：持续时间短的浊流进入深湖平原后，流速会快速衰减而且沉积物发生堆积，发育块状构造、平行层理、波状纹理等典型沉积构造；持续时间长的浊流进入深湖平原后，流速虽然整体快速减弱，但其头部却仍维持高流速和强紊流状态。除形成上述经典沉积构造之外，浊流还通过侵蚀湖底沉积物形成含有大量泥砾和泥质碎屑的砂岩，泥砾和泥质碎屑也并非完全遵循鲍马序列所描述的大致平行层面排列或正递变粒序，部分甚至呈不定向排列。这与浊流头部强紊流的流态密不可分。结合405 ka长偏心率周期旋回分析、沉积噪音信号识别、Mo/Ti值变化分析，对浊流在深湖平原侵蚀作用的强度进行量化评估，发现其可造成局部地区缺失长达约100 Ma的沉积记录。一方面，这种现象启示在深湖区开展米兰科维奇旋回研究，应以对沉积记录缺失程度的量化评估为前提。另一方面，这种侵蚀性浊流在先存微地貌的汇聚之下，长时间、多期次的侵蚀很可能是深湖平原浊流水道发育的主要原因。长7段深湖区浊流水道规模由底部向上减小，整体受控于湖侵作用所导致的物源供给相对减弱。而由浊积水道持续供给形成的富砂湖底扇，是深湖区夹层型页岩油勘探的重要靶区。
鄂尔多斯盆地天环坳陷南段延长组长8段油气勘探取得高产突破，但储层物性存在明显东西分异。为明确长8段储层差异演化规律，降低盆地周缘油气勘探风险，基于岩石学、物性、孔隙结构及成岩作用研究，明确了沉积、成岩、差异埋藏及生烃演化对储层的控制作用，建立了长8段储层差异发育模式。研究结果表明，演武地区发育厚层分流河道砂体，岩性为长石岩屑砂岩，以原生粒间孔为主，发育I类—II类孔隙结构，平均孔隙度为15.10%，平均渗透率为4.58×10-3 μm2，为低孔—超低渗储层。孟坝地区发育多薄层砂体，岩性为岩屑长石砂岩，次生溶蚀孔更发育，发育II类—III类孔隙结构，平均孔隙度为8.89%，平均渗透率为0.38×10-3 μm2，为超低孔—超低渗储层。长8段储层孔隙差异演化主要受压实作用和溶蚀作用控制，孟坝地区压实作用减孔21.3%，溶蚀作用增孔4.6%，而演武地区压实作用减孔14.5%，溶蚀作用增孔2.7%，建立了“厚砂体—无源岩—浅埋藏—弱溶蚀”和“多薄砂—近源岩—深埋藏—强溶蚀”2种储层发育模式。演武地区长8段发育厚层分流河道砂体，长73亚段不发育有效烃源岩，油气充注不足，外来的有机酸的溶蚀增孔作用弱。孟坝地区长8段发育多薄层砂体，长73亚段发育厚层黑色页岩，生烃作用形成的有机酸溶蚀增孔作用强。
揭示“古地貌对沉积体系及沉积物分布的约束作用”是研究盆地沉积充填演化的关键。针对鄂尔多斯盆地东缘山西组海陆过渡相页岩层系沉积控制因素尚不明确的地质问题，基于三维地震资料，结合钻井数据，以印模法经去压实校正，重建研究区山2 3亚段沉积前古地貌空间格局，系统分析古地貌对页岩层系沉积的控制作用，为页岩气“甜点”评价提供依据。研究表明：山2 3亚段沉积前地貌呈现“隆洼相间”的地貌空间格局；古地貌结合沉积相划分有效揭示了页岩的空间分布规律与古地貌空间格局的响应关系，页岩沉积呈现出下段古地貌控制、上段沉积相控制的“两段式”沉积模式，山2 3亚段沉积早期完全受古地貌控制，形成三角洲前缘—障壁岛—潮坪—潟湖/海湾沉积组合，古地貌洼地作为页岩优势富集区，其相对低能—还原的潟湖/海湾沉积环境有利于有机质的富集与保存，水平井实施效果证实了基于古地貌恢复刻画页岩分布的可靠性；山2 3亚段沉积晚期，古地貌对沉积的控制作用明显减弱，逐渐过渡为三角洲前缘—潮坪—沼泽沉积组合，大规模的潮坪—沼泽沉积环境虽然影响着页岩层的沉积，但整体趋于富氧条件，不利于有机质的保存。海陆过渡相页岩层系沉积与古地貌之间的响应关系分析为研究区页岩气“甜点”的预测奠定了重要的基础。
为查明陆相页岩有机质孔发育特点及形成机制，以四川盆地自流井组高成熟度富有机质页岩为研究对象，采用有机岩石学、干酪根及族组分碳同位素、氩离子抛光—扫描电镜及能谱分析等多种实验方法，开展了有机质组分与有机质孔隙类型识别与划分，探讨了陆相页岩有机质孔形成主控因素。研究结果表明：①自流井组页岩中有机质多由原生有形态的镜（丝）质体与次生无形态的沥青质体共同组成，镜（丝）质体包括条带状、丝带状、枝杈状及块状等4种高等植物碎片组分，网状大腔薄壁、网状小腔厚壁、不规则胞腔、葡萄串状胞腔及管状胞腔等5种高等植物胞腔结构组分；沥青质体组分受无机矿物颗粒格架空间及其与自生矿物共生关系控制，呈带状、散块状、交互状及互裹状等4种赋存状态；②按有机质组分类型及其与无机矿物之间的赋存或复合关系，可划分为沥青质体有机孔、沥青质体—自生矿物复合体有机孔及镜（丝）质体有机孔等3类8种，沥青质体与沥青质体—自生矿物复合体普遍发育有机孔；③提出“四因素”控孔机制：即有机质组分类型是有机质孔发育的物质基础，沥青质体赋存状态与成熟度是有机质孔发育的关键因素，热液作用对沥青质体有机质孔发育有促进作用，腔体结构保存或细菌改造有利于镜（丝）质体发育有机质孔。
四川盆地川西地区致密气资源量丰富，但由于川西南部与川西北部储层含气性存在明显差异，制约了天然气的高效勘探开发。为了查明四川盆地川西地区致密储层含气性差异的影响因素，利用多重分形维数理论，结合离心—核磁实验、高压压汞、铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射等实验手段，先后明确了川西南地区与川西北地区储层的孔隙结构特征、含气性特征，明确了川西地区储层含气差异性的控制因素。研究结果表明：①川西地区孔隙以残余粒间孔为主，川西南地区含气性较差的层位残余粒间孔大部分被碳酸盐胶结，川西北地区孔隙内绿泥石薄膜较发育，含气性较差的储层，被绿泥石堵塞。②川西地区储层含气饱和度分布范围为38.79%~56.88%，川西南地区相比川西北地区含气饱和度较低，其值为38.79%。③川西北地区储层压实作用强烈，储层减孔率较高，储集空间相对较小，同时，由于储层内部孔径较小部分被绿泥石膜堵塞，也造成储层含气性降低；川西南地区纳米孔隙非均质性较强，天然气运移受阻，其部分储层碳酸盐胶结物发育较多，严重影响储层的二次发育，导致储层内部含气性较差。
流体包裹体是页岩层系中烃类流体活动的历史记录，对于认识页岩油微运移作用与富集过程具有重要意义。针对页岩层系中碳酸盐纹层、裂缝脉体与砂质夹层等包裹体主要捕获介质，开展页岩地层流体包裹体岩相学观察，综合流体包裹体组合FIA分析与盆地数值模拟，精确厘定页岩油包裹体捕获时间与期次，并探讨了不同介质捕获行为的油气地质意义。研究表明，博兴洼陷沙四上亚段页岩层系主要发育黄绿色荧光低成熟与蓝白色荧光高成熟2类含烃包裹体，被碳酸盐纹层、各类裂缝中方解石脉体与砂质夹层中石英颗粒捕获，不同介质的捕获时间与期次存在明显差异，揭示博兴洼陷沙四上亚段页岩油富集过程可分为构造抬升前、构造抬升中与构造抬升后3期，碳酸盐纹层、裂缝脉体与砂质夹层中的包裹体捕获行为指示了页岩油多期富集过程中的微运移作用与有效输导通道。
黄铁矿在富有机质页岩中广泛发育，其中草莓状黄铁矿的形态、草莓体及其内部黄铁矿微晶的粒径特征，是沉积水体环境的良好示踪剂。通过光学显微镜、扫描电镜观察了黄铁矿形态特征，并使用ImageJ软件对草莓体及内部黄铁矿微晶进行了粒度统计，对东营凹陷沙四上—沙三下亚段页岩中黄铁矿开展了研究。结果表明，样品中草莓状黄铁矿粒径分布可分为3种类型：高耸型（平均粒径<5 μm，标准差为1~2 μm）、宽缓型（平均粒径介于5~10 μm之间，标准差为2~6 μm）和波动型（平均粒径>10 μm，标准差为6~10 μm），反映了草莓状黄铁矿的不同形成过程。同时，高耸型、宽缓型草莓状黄铁矿中，草莓体的粒径（D）与内部黄铁矿微晶大小（d）的比值与水体的硫化程度之间表现为负相关。不同岩相中发育的草莓状黄铁矿形态、粒径特征不同，揭示了研究区沉积水体的氧化还原条件受水动力强弱与气候的干旱程度影响较为明显。其中，LF1长英质黏土岩中草莓状黄铁矿以波动型为主，草莓体粒径分布大；LF2富有机质灰质黏土岩中以高耸型为主，D/d<6；LF3富有机质白云质黏土岩中以高耸型为主，D/d>6；LF4富有机质黏土质灰岩中以高耸型为主，不同纹层类型中草莓状黄铁矿的D/d特征不同；LF5富有机质混合岩中草莓状黄铁矿以高耸型为主，D/d介于5.5~6.2之间，含有较多自形黄铁矿和交代型黄铁矿。
苏北盆地溱潼凹陷阜宁组二段具有良好的页岩油勘探前景，但其不同亚段之间的页岩油产能存在明显差异。通过Mg、Al、Si、Rb、Sr等主微量元素含量或比值揭示其古环境元素地球化学特征的差异性。阜二段Ⅰ—Ⅳ亚段湖盆水体古生产力逐渐升高，古水温逐渐降低，虽然4个亚段是在深水、贫氧还原环境及咸水条件下沉积，但是Ⅰ—Ⅳ亚段具有水深逐渐变深、还原性逐渐增强、水体逐渐变淡的趋势，且古气候也有干旱向半干旱气候转变。古环境的变化导致了泥页岩岩性的差异，而自生硅含量的差异揭示了随着Ⅰ—Ⅳ亚段泥页岩中黏土矿物含量逐渐增加，岩石塑性增强，可以成为封隔层将页岩油保存下来。通过石英含量的差异推断热液活动对于阜二段的影响可能在Ⅲ亚段截止。此外受热液活动影响形成的硬石膏、方沸石、重晶石等矿物可以与地层超压形成有利的“自封闭”体系，对页岩油的保存和富集起到关键作用。
松辽盆地长岭凹陷大情字井油田H⁃56区块是典型的致密油藏储层，具有低孔隙度、孔隙结构复杂和强非均质性等特征，这些因素对CO2驱油过程及其效果有重要影响。结合研究区储层物性和孔喉结构，开展了高温高压真实岩心微观模型驱替实验，分析了不同孔隙结构下的CO2驱油机理及剩余油分布规律。结果表明：研究区岩心孔隙以原生孔隙和次生孔隙为主，喉道形态以弯片状为主且曲折复杂，导致孔喉连通性呈现明显分级特征。连通性较好型样品孔喉发育、连通性好，CO2驱替过程中渗流通道连续稳定，驱替类型呈网状，剩余油饱和度较低，以膜状和孤岛状微观剩余油为主，采收率可达约75.32%；连通性受限型样品孔喉连通性差，流体通道单一，驱替前缘不均匀，呈指状特征，剩余油饱和度较高。剩余油以连片状和簇状分布为主，采收率约为66.98%。储层微观孔喉结构差异是控制CO2驱油效率及剩余油赋存形态的关键因素，其中毛细管压力、孔喉结构特征及孔隙连通性共同决定了CO2在致密储层中的渗流行为和剩余油动用效果。研究结果为致密砂岩储层CO2驱油效果评价与剩余油挖潜提供孔隙尺度依据。
古代碱湖沉积是油气、天然碱矿和硼矿的重要地质载体，也是开展深时极端碱性环境古生态研究的关键对象。古代碱湖沉积中常见天然碱矿层—白云岩—富有机质泥页岩共生组合，指示天然碱矿物—白云石—微生物间存在成因联系，核心为微生物群落—白云石互馈作用。为此，综述了碱湖微生物群落—白云石互馈作用特征与发生条件，并讨论其对有机质富集的影响。结果表明：碱湖的极端碱性（pH>9）条件使其生物类群以微生物为主，蓝细菌、硫酸盐还原菌和产甲烷菌等嗜碱/耐碱微生物组成群落。碱湖微生物群落通过改变胞外微环境、提供初始成核位点的方式，促进白云石沉淀，进而影响水体离子组成与浓度，驱动微生物群落演替，从而形成微生物群落—白云石互馈作用。干湿交替、水体间歇蒸发浓缩背景下，碱湖微生物群落—白云石互馈作用参与水化学条件演化，形成有利于天然碱矿物沉淀的卤水类型。碱湖独特的高pH条件促进营养元素溶解、中和有害元素，提升初级生产者占比，形成高初级生产力；通过早期硅化、热泉输入、形成天然碱矿物壳有效保存有机质，促进有机质富集，为优质烃源岩发育提供物质基础。泌阳凹陷安棚古近系核三段顶—核二段底含碱层系发育原生白云石，且鉴定出特征生物标志物，为该层段古代碱湖微生物群落—白云石相互作用提供了直接证据。
近年来，页岩油勘探不断取得新的突破，成为保障中国能源安全的重要接替资源。页岩油主要赋存在以页岩为主的页岩层系中，包括泥页岩基质孔隙中的页岩油以及与泥页岩相邻的碎屑岩夹层中的页岩油，其赋存与分布受控于盆地动力学过程中的压力场演化。以源—储分离型页岩层系为研究对象，利用地层孔隙热压生排烃模拟实验装置，系统开展源储压差（指泥页岩层系整体与外部常规储层的压力差）下的生排烃模拟实验，揭示源储压差对页岩油在泥页岩基质孔隙与砂岩夹层中空间分布的调控机理，并探讨其地质应用意义。结果表明：①泥页岩基质孔隙是页岩油的主力赋存空间，占总资源量的 60%~90%（较难开采部分），砂岩夹层占10%~40%（易开采部分），该比例随成熟度升高呈现“基质占比降低、夹层占比升高”的规律；②源储压差对页岩油分布的影响具有显著差异性，对泥页岩基质孔隙中的页岩油以破坏作用为主，尤其在高成熟阶段表现更突出；对砂岩夹层中的页岩油则呈“双重效应”，压差小于6 MPa时促进富集（短距离运移充注），压差大于6 MPa时抑制富集（远距离运移逸散）；③总油产率主要受控于烃源岩成熟度与原始品质，源储压差的影响较弱，但烃气产率对压差响应显著（压差越大，高成熟阶段气产率越高）。研究成果为陆相页岩油“源—储耦合”评价与勘探靶区优选提供了实验依据与理论支撑。
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